Hmotnost: Porovnání verzí

Smazaný obsah Přidaný obsah
JAnDbot (diskuse | příspěvky)
m řádková verze {{Commonscat}}
Řádek 14:
 
== Setrvačná a gravitační hmotnost ==
Hmotnost se fyzikálně projevuje dvěma způsobypsby, podle nich se označuje jako setrvačná resp. gravitační.
 
Jako '''setrvačná hmotnost''' se označuje míra, kterou je silovým působením měněn pohybový stav hmotného [[těleso|tělesa]]. Základním vztahem pro setrvačnou hmotnost je [[Newtonovy pohybové zákony#Druhý Newtonův zákon|2. Newtonův zákon]], který lze zjednodušeně zapsat ve tvaru:
Řádek 21:
Kolikrát větší setrvačnou hmotnost má těleso, tolikrát menší zrychlení mu udělí působící celková síla. Z toho plyne i stejný vztah pro [[Setrvačná síla|setrvačné síly]]: Ve zrychleně se pohybujících vztažných soustavách je působící setrvačná síla přímo úměrná setrvačné hmotnosti tělesa.
 
Jako '''gravitační hmotnost''' se označuje míra, kterou na sebe gravitačně působí hmotnáhmtná tělesa. ZákladnímZákladnm vztahem pro gravitační hmotnost je [[Newtonův gravitační zákon]], který lze zjednodušeně zapsat (pro tělesa zanedbatelných rozměrů) ve tvaru:
:<math>F = G{ m_1 m_2 \over r^2}\,,</math>
:kde ''F'' je gravitační [[síla]] působící mezi dvěma hmotnými tělesy, ''G'' je [[gravitační konstanta]], ''m''<sub>1</sub> a ''m''<sub>2</sub> gravitační hmotnosti těles a ''r'' jejich vzdálenost.
Kolikrát větší gravitační hmotnost má těleso, tolikrát větší silou bude gravitačně působit na jiná hmotná tělesa.
 
[[Albert Einstein]] [[postulát|postuloval]] v [[obecná teorie relativity|obecné teorií relativity]] ekvivalenci setrvačných a gravitačníchgtačních sil (tedy kvalitativní i kvantitativní shodnost jejich projevů). Tato rovnost je s velkou přesností experimentálně ověřena.<ref name="ekvivalence"/> Lze tedy hovořit o '''hmotnosti''', aniž by bylo nutné rozlišovat, zda se jedná o míru setrvačných či gravitačních účinků.
== Klidová a relativistická hmotnost ==
Ve [[speciální teorie relativity|speciální teorii relativity]] se používají dva principiálně odlišné koncepty hmotnosti.
* [[Klidová hmotnost]] <math>m_0</math> (též ''vlastní hmotnost'', ''invariantní hmotnost'') je hmotnost tělesa měřená například na rovnoramenných vahách ve vztažné soustavě, vůči které je těleso v klidu. Částice jako [[foton]]y, které nikdy v klidu nejsou, mají klidovou hmotnost nulovou. Tato vlastnost tělesa je stejná ve všech [[inerciální vztažná soustava|inerciálních soustavách]] (je invariantní vůči [[Lorentzova transformace|Lorentzově transformaci]]). Vyjadřuje množství [[látka|látky]] v tělese a je shodná s koncepcí hmotnostikonchmotnosti v Newtonově klasické mechanice. Na rozdíl od klasické fyziky ale při relativistických dějích ''neplatí'' zákon zachování klidové hmotnosti. Například srážkou částic na [[urychlovač částic|urychlovači]] mohou vzniknout částice, jejichž úhrnná klidová hmotnost je větší než klidová hmotnost původních částic. V moderní částicové a teoretické fyzice se používá výhradně klidová hmotnost, nazývá se stručně slovem hmotnost a značí se <math>m</math>.<ref name="Strassler"/> Klidová hmotnost je až na jednotky ekvivalentní klidové energii tělesa <math>E_0</math>. Nejdůležitějším fyzikálním vztahem, kde vystupuje klidová hmotnost (resp. klidová energie), je relace mezi [[energie|energií]] a [[hybnost]]í tělesa zvaná [[Pythagorova věta o energii]]: <math>E^2 = E_0^2 + \left(pc\right)^2</math>.
* [[Relativistická hmotnost]] je veličina, která je až na jednotky ekvivalentní celkové [[energie|energii]] tělesa podle vztahu [[E=mc²]], kde <math>c</math> je konstanta, [[rychlost světla]] ve vakuu. Relativistická hmotnost roste s [[rychlost]]í, protože při zrychlování se zvyšuje [[kinetická energie]] tělesa. Dané těleso má tedy různou relativistickou hmotnost pro různé pozorovatele. Tato veličina se v [[Česko|ČR]] používá zejména ve [[střední škola|středoškolské výuce]] a v učebnicích, kde se nazývá stručně hmotnost a značí se <math>m</math>. Tato veličina nevyjadřuje množství látky v tělese, protože látka zrychlováním nepřibývá. Nicméně pro tuto hmotnost platí [[zákon zachování]], protože jde o ekvivalent [[zákon zachování energie|zákona zachování energie]]. Používáme-li relativistickou hmotnost, můžeme psát beze změny klasický vztah pro hybnost tělesa <math>p=mv</math>. Tuto relativistickou hybnost lze použít v [[pohybová rovnice|pohybové rovnici]] <math>F=dp/dt</math> ([[zákon síly]]), takže v tomto smyslu lze říci, že relativistická hmotnost je mírou setrvačnosti tělesa.